La Tierra tiene unos 12.742 kilómetros de diámetro. Si la colocáramos junto a Júpiter, el mayor planeta del sistema solar, parecería una canica frente a una pelota de playa. Júpiter podría tragarse más de 1.300 Tierras en volumen. Y, sin embargo, incluso él resulta modesto cuando empezamos a mirar más allá de nuestros horizontes cósmicos.

En nuestro vecindario galáctico, los gigantes gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) dominan por tamaño y masa. No tienen una superficie sólida donde aterrizar: son enormes esferas compuestas principalmente de hidrógeno y helio, con núcleos densos en su interior. Durante décadas, parecían representar el techo natural de lo que un planeta podía llegar a ser, al menos en cuanto a tamaño. Pero el catálogo de exoplanetas ha desafiado esa intuición.

En la galaxia existen gigantes gaseosos que multiplican varias veces la masa de Júpiter. Algunos son tan masivos que rozan la frontera con las enanas marrones, esos objetos intermedios entre planeta y estrella que no logran iniciar la fusión sostenida del hidrógeno. La pregunta ya no es solo cuán grandes pueden ser, sino cómo llegan a formarse.

El sistema estelar HR 8799, situado a unos 133 años luz en la constelación de Pegaso, es uno de los laboratorios naturales más fascinantes para responder a esa cuestión. Allí orbitan cuatro gigantes gaseosos con masas entre cinco y diez veces la de Júpiter, situados a distancias enormes de su estrella: entre 15 y 70 veces la distancia que separa la Tierra del Sol. Este sistema es, en cierto modo, una versión amplificada de nuestro propio sistema solar exterior.

Pero esas distancias y esas masas planteaban un problema. Los modelos clásicos de formación planetaria, el llamado modelo de acreción del núcleo, sostienen que primero se forma un núcleo sólido a partir de rocas y hielos, que luego crece hasta ser lo bastante masivo como para atraer el gas circundante. Así se habrían formado Júpiter y Saturno. Pero en regiones tan lejanas a la estrella, donde el material es escaso y los tiempos son limitados, parecía difícil que ese proceso pudiera producir planetas tan enormes antes de que el disco de gas desapareciera.

La alternativa era otra vía más rápida y violenta: la inestabilidad gravitatoria, en la que partes del disco de gas colapsan directamente para formar objetos masivos, casi como pequeñas estrellas fallidas. Si ese fuera el caso, la línea entre planeta y enana marrón se volvería aún más difusa.

Un nuevo estudio, publicado en Nature Astronomy y liderado por científicos de la Universidad de California en San Diego, ha aportado una pieza clave al puzle gracias al Telescopio Espacial James Webb. Utilizando espectroscopía (el análisis detallado de la luz para desentrañar la composición química de las atmósferas), el equipo examinó los tres planetas interiores de HR 8799 con una precisión sin precedentes.

Hasta hace poco, los astrónomos se centraban sobre todo en moléculas “volátiles” como el agua o el monóxido de carbono. Pero esas sustancias no siempre permiten reconstruir con claridad el origen de un planeta. En esta ocasión, los autores, liderados por Jean-Baptiste Ruffio, buscaron elementos refractarios, como el azufre, que solo se incorporan a los planetas a través de material sólido. Detectar azufre en la atmósfera es una pista de que el planeta se formó a partir de un núcleo sólido que acumuló gas después.

Y eso es exactamente lo que encontraron. El JWST permitió identificar sulfuro de hidrógeno y otras moléculas raras en estos gigantes lejanos. La presencia de azufre sugiere que, pese a su enorme tamaño, hasta diez veces la masa de Júpiter, estos mundos se habrían formado mediante acreción del núcleo, como los gigantes de nuestro sistema solar. Un resultado inesperado que obliga a revisar los modelos clásicos y amplía el rango de condiciones en las que pueden nacer planetas “a la manera de Júpiter”.

HR 8799 es, además, un sistema joven, con apenas 30 millones de años frente a los 4.600 millones del nuestro. Sus planetas aún brillan con el calor residual de su formación, lo que facilita estudiarlos gracias a esta visibilidad. Incluso así, la tarea fue extrema: son unas 10.000 veces más débiles que su estrella, y el espectroscopio del JWST no estaba diseñado originalmente para observaciones tan exigentes. Fue necesario desarrollar nuevas técnicas de análisis para extraer su señal.

El hallazgo reabre la gran pregunta: ¿hasta dónde puede crecer un planeta y seguir siendo planeta? ¿Quince veces la masa de Júpiter? ¿Treinta? ¿Dónde termina la formación planetaria y empieza la de las enanas marrones? En el fondo, la cuestión no es solo de tamaño, sino de origen. Dos objetos pueden tener masas similares y, sin embargo, haber nacido por procesos distintos. En astronomía, la biografía importa tanto como la báscula.